淺談建筑暖通空調系統的節能設計

吳曉青

摘要：在我國，建筑暖通空調在能源消耗及浪費方面遠遠高于發達國家，因此有必要對建筑暖通空調如何節能減耗進行研究。建筑能耗占我國整體能耗的較大比重而暖通空調系統則是建筑能耗中的主要耗能來源之一因此如何實現空調系統的節能開發具有重要的現實意義。如何利用好現代技術在符合可持續發展原則和建設環境與資源友好型社會的前提下，做好建筑暖通空調系統節能設計不僅僅成為每位暖隨著我國社會經濟和科學技術不斷的發展，近幾年，暖通空調被廣泛應用于建筑工程項目中，對提高人們生活質量具有重要的作用。這一作用也體現在促進室內空氣流動上。但是暖通空調的應用所引發的巨大能耗引發人們廣泛的關注。通設計參與人員的責任，還是一項關乎未來、關系你我的社會性課題。

關鍵詞：暖通空調系統；節能；設計；方案

引言：

建筑暖通空調系統的作用主要體現在采暖、通風和調節空氣3大方面。即通過對空氣的相關參數的控制，如溫度、濕度等的調節，滿足人們對環境舒適度及一些特殊工藝性生產活動的要求。因此，在滿足上述3 大功能的基礎上，暖通空調系統設計的最主要原則便是對節能的要求。要達到節能的目的，可以從確定暖通空調系統節能思路，選取恰當的暖通空調系統設計參數，強化系統調節控制，采用新技術、新工藝、新設備等幾方面手段進行暖通空調系統節能設計。

1 確定暖通空調系統節能設計思路

在傳統的暖通空調系統設計中只考慮空氣的溫度和濕度兩大參數，而這不可能全面地體現對建筑物的能耗高低以及人們對周圍環境的感知，其結果直接造成出現暖通空調系統對人體直接作用較小和對環境調控不及時的情況，而且耗能過渡現象尤為嚴重?，F代暖通空調系統設計中，在圍繞節能的主要原則下，采用了以舒適度為主要設計參數的系統節能設計。影響舒適度的主要因素包括溫度、濕度、平均輻射溫度、風速和勞動強度等，在選取暖通設計參數時，要合理地控制影響舒適度的幾大要素的比例，達到人們熱舒適指標與節能降耗的統一協調。

2 選取恰當的暖通空調系統設計參數

暖通空調系統設計參數是整個系統設計的理論依據，選取恰當的參數是達到節能設計的主要措施之一。在參數的選取中，除了要對基本物理參數如室內溫度計算值、冷熱負荷計算外還需考慮建筑物的能耗狀態以及使用者的心理作用等因素，因為除了溫度的變化會影響人體舒適度外，光、聲音和顏色一樣會對舒適度有所影響，如暖色調的裝飾可提高人們的心理溫度等都應作為選取暖通設計參數時需要考慮的因素。下面對暖通空調系統設計幾大重要參數加以論述。

2.1 室內設計計算溫度的取值

室內設計計算溫度的取值直接關系到暖通空調系統能耗的大小，因此，在室內設計計算溫度的取值時應嚴格按照相關標準規范選取，同時，對于具體情況應具體分析，如室內不同的功能分區、建筑物所處的地域環境，在室內設計計算溫度的取值時都應予以考慮。

2.2 冷熱負荷計算

冷熱負荷計算數據是控制輸送管道尺寸、供暖與空調冷、熱源容量和空氣處理設備能力的依據，因此，正確地進行冷熱負荷計算是控制暖通空調系統節能設計的主要措施之一。在工程實例中，往往由于諸多原因無法計算出與工程實際完全契合的計算結果。經常出現管道直徑過大、冷熱源設備容量過大等問題，最終造成嚴重的經濟損失。

2.3 采暖與空調冷凍水系統的設計

（1）采暖系統設計

在建筑工程中，采暖系統是一龐大復雜的系統，采暖系統設計主要考慮三點：一是保證各個空間的室內溫度能獨立調控；二是便于實現分戶分攤的功能；三是管路系統簡單、管材消耗量少、節省初期暖通空調系統投資。上供下回垂直雙管系統、平單管系統、下供下回垂直雙管系統等均是實際中經常采用的供暖系統形式。選取合適的采暖系統對暖通空調系統節能起著直接作用，在應用中應引起足夠重視。

（2）空調冷凍水系統設計

在空調冷凍水系統設計中，應根據建筑對冷熱供應的要求選取采用兩管制水系統還是四管制水系統，為達到負荷變化實現自動化改變系統的目標，應盡可能降低系統運行過程中的能耗，采用四管制系統的優點主要是各末端可以自由選擇供熱或供冷的運行模式，相互獨立地控制溫度等參數，且節省能量、不存在冷熱抵相的問題。

2.4 保溫與保冷

（1）熱源溫度的控制。室外溫度自動調整外網及熱源供水溫度是目前較為常用的控制方法，此方法解決了采暖用戶根據室內溫控措施及室外氣溫的變化，使系統熱負荷呈現為動態的變數的問題，從源頭上實現節能的目的。

（2）輸送過程中能耗控制主要是通過計算機以及以智能儀表為核心的管網水力平衡技術，實現在滿足人體舒適度和工藝要求的前提下，達到降低輸送能耗，提高輸送效率的目的。此外，選用保溫性能好的新型保溫材料對管道進行處理，也可減少傳輸過程中熱量的損耗。

3 改善圍護結構的性能，提高系統控制水平

我國建筑節能的主線是提高建筑圍護結構的熱工性能、降低熱負荷。圍護結構的傳熱性系數一般由圍護結構的保溫性能和窗戶與墻壁所占面積決定，也即通過圍護結構決定空調負荷的高低。因此，實地考察建筑圍護結構的熱導性，評估其抵抗室外低溫能力對空調系統節能設計十分必要。引入以舒適度為評價指標作為空調系統的調控參數這一做法，不但解決了傳統設計僅考慮空氣溫度濕度不全面的弊端，更實現了大幅度節能的目標。舒適度評價指標是以熱濕環境研究成果為理論基礎，其內容是綜合考慮空氣溫度、濕度、風速、環境平均輻射溫度等對人體感受周圍環境舒適程度的影響，以此來調整室內熱濕環境參數。該種做法克服了傳統設計中空調系統對人體的作用不直接、當環境變化時對環境的調控不迅速、人體感到不舒適、空調系統的調控方式不節能等諸多問題，極大地提高了系統控制水平，盡可能降低空調系統能耗，實現節能環保。

4 采用高效的節能系統與節能設備

在暖通空調系統節能設計中，采用高效的節能系統和節能設備對提高整個系統節能效率起著重要作用，因為系統和設備的節能效率直接影響著整個系統的使用性能。實際建筑工程空調系統中常采用的節能技術、節能設備有下述幾種：

4.1 地源熱泵技術

地源熱泵技術是以地熱作為熱泵裝置的熱源或熱匯來對建筑進行采暖或制冷的技術。此項技術可以在供暖期將高溫熱源“取”出來用于采暖或熱水供應。而在非供暖期又可將低溫熱源傳遞至土壤、空氣或者廢水等可存儲熱量的媒介中。需要提供熱源時僅需輸入少量的高品位能源便可將這些低溫熱源回收供生產和生活之用，最終實現低溫熱源向高溫熱源的轉移。

4.2 排風余熱回收技術

排風余熱回收技術的基本原理即是通過熱回收設備在夏季降低新風溫度和濕度，在冬季預熱和加濕新風，實現熱量的間接交換，實現節能的目的。此項技術不但可以應用于中央空調系統，也可在供暖建筑和使用家用空調器的建筑中使用，此項技術的推廣與使用對建筑節能有十分重要的意義。

綜上所述，暖通空調系統是一個復雜龐大的系統，設計者應站在節能建筑的角度從全局出發，從源頭、過程、技術等多方面進行考慮。因為暖通空調系統在小的方面關系著人們的冷暖、健康、安全、工作效果和產品質量，大的方面關系著國家能源安全、資源消耗和環境污染，關系國計民生和國家可持續發展，因此，每一位暖通空調設計人員要充滿責任感，做好以節能為核心的暖通空調設計，創造出造福后代的節能建筑。

參考文獻：

[1]關明巖.建筑暖通空調節能技術的探討[J].城市建筑理論研究，2012，8（7）：23-25.

[2]趙洪文，劉炳芬.對暖通空調系統節能問題的探討[J].四川建材，2006，27（2）：74-75.